Experimentos

Cuando leemos, observamos un rostro o contemplamos una escena, la información visual de máxima nitidez se produce en una pequeña región en torno al centro de atención visual, que corresponde al ángulo de visión de la zona retiniana conocida como la fóvea. La nitidez visual decae rápidamente desde la fóvea hacia la zona parafoveal y de visión periférica.

Al mirar, continuamente realizamos movimientos oculares rápidos denominados sacadas para reorientar la fóvea durante la percepción visual. Entre dos sacadas, nuestros ojos permanecen relativamente quietos durante periodos cortos de tiempo llamados fijaciones. La velocidad y distribución angular de las sacadas, así como la posición y la duración de las fijaciones, dependen fuertemente de la tarea de visión realizada a través de factores internos y externos respecto del espectador que afectan la percepción visual.

Los experimentos de seguimiento ocular constituyen un procedimiento eficaz para obtener información acerca de la forma y de la evolución temporal de los patrones de atención visual. Para llevarlos a cabo se utilizan dispositivos conocidos como seguidores de ojos o eye trackers.

Estos experimentos proporcionan una variedad de datos, como la velocidad, longitud y dirección de las sacadas, la posición y duración de las fijaciones, las variaciones de la dilatación pupilar y el ritmo de parpadeo, entre otros. El análisis y la interpretación de los cuantiosos datos obtenidos en un experimento con un eye tracker de alta resolución espacial y temporal no es, en general, una tarea trivial y requiere el desarrollo de visualizaciones o representaciones efectivas de esos datos.

En la actualidad los eye trackers más comunes poseen una cámara especial para registrar la actividad ocular de ambos ojos mientras la persona visualiza imágenes de video. La mayoría utiliza técnicas ópticas de medición, localizando por contraste el centro de la pupila e iluminando los ojos empleando luz infrarroja con el objetivo de crear una reflexión en la córnea. El vector formado entre estos dos puntos se puede usar para calcular el centro de atención de la mirada después de una simple calibración individual.

Para la obtención de los datos experimentales el grupo de investigación utiliza el eye tracker Eye Link 1000 Plus de SR Research, que está constituido por:

• Una cámara con filtro infrarrojo y un iluminador infrarrojo que se encuentran debajo de la pantalla donde se visualizan las imágenes de video.
• Una computadora Host que obtiene, analiza y guarda los datos que provienen de la cámara. Esta computadora ejecuta el software de calibración del eye tracker.
• Otra computadora Display que presenta las imágenes de video y sincroniza los eventos con la computadora Host.

La computadora Host realiza el seguimiento visual en tiempo real a una resolución temporal de 1000 muestras por segundo para ambos ojos con una pérdida de resolución espacial mínima (0.05° para microsacadas), mientras calcula la posición de la mirada sobre la pantalla de visualización. Las posiciones sucesivas de ambos ojos, sus velocidades de desplazamiento, así como la detección de eventos oculares tales como sacadas y fijaciones, son almacenadas en un archivo de datos en esta computadora.

Es importante destacar que el sujeto participante apoya su mentón en un montaje fijo, lo cual permite obtener los datos de la posición de los ojos con mayor precisión.

La computadora Display ejecuta el software Eyelink Experiment GUI, que realiza la calibración del eye tracker, envía mensajes de sincronización, que luego serán utilizados durante el análisis de los datos, y presenta el experimento al participante en pantalla.

Calibración

Ajuste de la posición del participante y del eye tracker

Previamente a la obtención de los datos experimentales se requiere un ajuste físico del sujeto participante. Se inicia ajustando la altura de la silla para que el sujeto esté cómodamente sentado y con el mentón apoyado en el montaje fijo, mirando hacia el centro de la pantalla de 40" donde se muestran los videos. Seguidamente, se ajusta la posición de la cámara centrando el rostro del sujeto en pantalla y se enfoca para obtener una buena detección de los ojos.

Ajuste del software del eye tracker

Luego, se procede al calibrado por software desde la computadora Host. En la interfaz de software del eye tracker se ajusta la potencia de iluminación que incide sobre el rostro (dependiendo de la cantidad de iluminación ambiental), el umbral de detección de la pupila y el umbral de reflexión de la córnea.

Una vez ajustado los parámetros de iluminación, se presenta al sujeto participante una secuencia aleatoria de 13 puntos distribuidos en distintas posiciones de la pantalla que debe seguir con la mirada. Esta secuencia se repite para validar el nivel de precisión de la calibración previa. Finalmente, el sujeto está listo para observar los estímulos que el eye tracker guardará durante el experimento.

Medición

Con el objetivo de no sesgar los datos experimentales de posicionamiento ocular, se les indicó a los participantes que simplemente observaran las imágenes sin ninguna consigna adicional. Al comienzo de cada experimento se realizó nuevamente la calibración y luego se presentaron los videos.

Todos los sujetos contaban con visión normal. Desconocían el tema y propósito del estudio. En el caso de que el video tuviera sonido, se le colocaba un auricular al participante. Algunos videos fueron trackeados con sonido y sin sonido, con el fin de observar si los estímulos sonoros afectan la dinámica de la mirada.

La mentonera tiene como finalidad fijar la cabeza del participante durante los experimentos y evitar que se pierda la validez de la calibración. El sistema de seguimiento ocular ajusta automáticamente, mediante un algoritmo de procesamiento de imágenes, las posibles fuentes de error en el cálculo de los eventos de fijaciones como, por ejemplo, el diámetro de la pupila. Las sucesivas posiciones de atención visual se pueden monitorear durante el experimento en la pantalla de la computadora Host.